Yerkabuğunu düzleştirirseniz Dünya okyanusları gezegenin tamamını 2 km derinliğinde kaplar. Öyleyse adalar ve anakaralar neden var? Yerkabuğunun yüzde 30’u neden karalarla kaplı ve neden sıradağlardan körfezlerle derin yarıklara uzanan farklı yer şekilleri görüyoruz? Okyanus tabanı bazalttan oluşurken karalar neden daha hafif granit kayaçlarından oluşuyor? Yerbilimcilere göre anakaralar sonradan ortaya çıktı. Öyleyse bir gün karaların denize batması ve yok olması da mümkün mü? Bunun için 4,54 milyar yıl önce Dünya’nın nasıl oluştuğunu görelim.
Yerkabuğunun kökeni ve anakaralar
Dünya gezegeni 4,54 milyar yıl önce Güneş Sistemi’ni doğuracak gezegen öncesi diski oluşturan gaz ve toz bulutlarından oluştu. Oysa iş okyanuslar, adalar ve anakaralara gelince en önemli parametre Dünya’nın demir–silisyum–karbon oranıdır. Nitekim Dünya’nın kütlesi 598 milyon trilyon ton olup yüzde 32,1’i demir, yüzde 30,1’i oksijen (kayalar ve yeraltındaki dahil), yüzde 15,1’i silisyum, yüzde 13,9’u magnezyum, yüzde 2,9’u sülfür, yüzde 1,8’i nikel, yüzde 1,5’i kalsiyum ve yüzde 1,4’ü alüminyumdan oluşuyor.
İnsan bedeninin yüzde 18,5’inin (canlı dokular) karbondan oluşmasına karşın Dünya’nın sadece binde 3’ü karbondan oluşuyor. Birazdan anlatacağım gibi bu iyi bir şey; çünkü Dünya’da daha bol karbon olsa oksijen hidrojenle bağlanıp su oluşturmak yerine karbona bağlanırdı. Böylece gezegenimiz ciğer yakan karbon tozuyla kaplı olan kupkuru bir Dünya olurdu (Bkz. elmas gezegenler). Dahası gezegen öncesi diskte su oluşmayacağı için dış güneş sistemindeki Titan gibi buzlu okyanus uydularımız da olmazdı.
Kısacası Dünya çakıl taşlarıyla oluştu. Zamanla çapı 900 km’ye ulaştı ve hem kendi çevresinde döndüğü hem de kendi ağırlığıyla ezildiği için yuvarlak bir cüce gezegene dönüştü. Dünya büyüdükçe kütlesi arttı ve bu da daha fazla büyümesine izin verdi. Sonunda yeraltı katmanları sıkışarak erimeye başladı. Bu süreç demir fırınlarında cüruf temizler gibi işledi. Eriyen demir ve nikel dibe çökerek o zaman tümüyle sıvı olan Dünya’nın çekirdeğini oluşturdu. Aynı zamanda macun kıvamında akan manto tabakası ve 1000 dereceyi aşkın sıcaklıkta tümüyle erimiş yerkabuğu ortaya çıktı.
Yine de Dünya’nın yalnızca asteroit ve kuyrukluyıldız çarpışmalarıyla büyüdüğünü sanmayın. Gezegenimiz sadece 20-30 milyon yaşındayken Mars büyüklüğündeki Theia gezegenimsi ile çarpıştı. Bunun sonucunda uydumuz Ay’ın oluşmasının yanı sıra Theia ve Dünya çekirdeği birleşti. Böylece kıtaların oluşması ve kaymasına güç sağlayacak daha büyük demir–nikel çekirdeğimiz meydana geldi. Yazının sonundaki Starbasekozan videosunda anlattığım gibi yerkabuğundaki radyoaktif elementlerin miktarı da arttı. Özetle normalden daha sıcak bir kabuk ve manto tabakamız oldu. Sonra da anakaraların oluşması sürecine girdik.
Yerkabuğu sanılandan daha çabuk soğudu. Birkaç bin veya yüz bin yıl içinde katılaştı ve ortalama sıcaklık 100 derecenin altında düştü. Dünya oluştuğundan bu yana içerdiği suyun yüzde 25’ini kaybetti ama içerdiği suyun üçte ikisi gezegenin oluşumundan geldi. Yalnızca üçte birini o zamanlar asteroit kuşağında bol olan kuyrukluyıldızlar getirdi. 3,9 milyar yıl önce gezegenimize yüz ila bin yılda bir büyük bir asteroitin çarptığı geç dönem ağır bombardıman sona erdiğinde Dünya okyanuslarla kaplı olan ılıman bir gezegendi. Hayatın ise 4,3 ila 4 milyar yıl önceki sığ denizlerde ortaya çıktığını sanıyoruz.
Denizler oluşuyor
Oysa karalar henüz ortada yoktu. Neden derseniz günümüzde iki tür yerkabuğu olduğunu belirtelim: Granitten oluşan nispeten hafif karasal kabuk ve daha fazla ağır element içerip bazalttan oluşan okyanus kabuğu. Gerçi taşkürenin bileşimi son 4 milyar yılda değiştiği için ikisi arasındaki farkı tam olarak belirlemek mümkün değil. Kıtaların kayması yüzünden eski kabuk büyük ölçüde yeraltına battı ve aradan geçen zamanda yeni kabuk oluştu. Bu yüzden karaların oluşumuyla ilgili farklı teoriler var:
Yerbilim teorileri antik yerkabuğunun bugünkü okyanus tabanına benzediği ve anakaraların zamanla ortaya çıktığını gösteriyor. İlk karaların ne zaman ortaya çıktığı ise yerbilimciler arasındaki en tartışmalı konudur. Bazı modellere göre karalar hemen büyümeye başladı ve bazı modellere göre ilk karalar 3,6 milyar yıl önce ortaya çıktı. Bu durumda Dünya 1,4 milyar yaşına gelene dek sadece okyanuslarla kaplıydı. Tabii okyanusların da 3,8 milyar yıl önce ortaya çıktığını düşünüyoruz.
Bunu da milyarlarca yıl önce suya karışarak katılaşan antik lav akıntılarına bakarak ölçüyoruz. Yastık lavlarının yaşı okyanusların ne zaman oluştuğunu gösteriyor. Bu durumda Dünya’nın tümüyle sularla kaplı olduğu dönem 200 milyon yıldan uzun olamaz. Yine de ilk denizler, sığ sular 4,3 milyar yıl önce ortaya çıkmış olabilir. Peki anakaralar nasıl oluştu? Kıtaların kaymasına yol açan tektonik hareketlerle:
Dünya’nın çekirdeğinden mantoya yükselen sıcak maddeler manto tabakasını alttan ısıtarak taşınım hareketlerine yol açtı. Dünya’nın yuvarlak ve yüzeyinin sınırlı olması neticesinde sıcak maddeler yerkabuğuna doğru yükseldi. Oysa yükseldikçe soğuyarak tekrar yerin derinliklerine dalmaya başladı. Böylece resimdeki gibi dış çekirdekten yükselip iki yanda dibe batan taşınım hareketleri oluştu. Bu da yerkabuğunun çatlayarak tıpkı kafatası kemikleri gibi çok sayıda plakadan oluşmasına yol açtı.
Kısacası okyanus tabanı Atlantik sırtı gibi belirli bölgelerden ikiye yarıldı. Yarıklardan dışarı çıkan ve suyla temas edince katılaşan lavlar yeni okyanus tabanını oluşturdu. Yeni taban eski bazal katmanı Atlantik, Pasifik ve Hint Okyanusu sırtlarından iki yana itmeye başladı. Eski okyanus tabanının Los Angeles açıkları gibi yerlerde yeraltına batması bazaltı eritti. Yerin derinliklerindeki yüksek sıcaklık ve basınçta eriyen bazaltın içindeki ağır elementler dibe çökerken hafif elementler yüzeye çıktı.
Anakaralar bazalttan ayrışıyor
Bunun sebebi de bazaltın yeraltına batarken yavaş yavaş ısınması ve erimesidir. Böylelikle bazalt kayalar yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalıp aynı zamanda suyla karışarak başkalaşım geçirdi. Ağır bazalt çökmeye devam ederken hafif granit tabakası yerkabuğunda birikmeye başladı. Granitin bazalttan çabuk erimesi sonucunda yeraltında magma havuzları oluştu. Bunlar yanardağlar oluşturarak erimiş granitten oluşan lav selleri halinde yüzeye çıktı.
Sonuçta granit tabaka suyun dışında kalacak kadar yükseldi. Granit bazalttan hafiftir ve okyanus tabanı üzerinde, aslında kısmen akışkan mantonun üzerinde yüzer. Böylece su seviyesinin altında kalmayacak kadar yüksek olan kalıcı kara kütleleri oluşturur. Milyarlarca yıl alan bu süreçte adalar karalara ve anakaralara dönüştü. Takımda zincirleri ilk anakaraların nüvelerini oluşturdu. Oysa bu anakara oluşum teorilerinden sadece biri. Yerbilimciler arasında genel kabul gören bir teori daha var:
2012’de bir grup bilim insanı anakaraların oluşması için kıtaların kaymasına gerek olmadığını söyledi. Öyle ya, kıtaların kayması için önce kıtaların oluşması gerekir. Tavuk mu yumurtadan, yoksa yumurta mı tavuktan çıkar kısırdöngüsüne girmek istemeyen bilim insanları tektonik hareketlerin şart olmadığı bir yerkabuğu modeli tasarladılar. Böylece kıtaların kayması görülmeyen bir öte gezegende anakaraların oluşup oluşmayacağını da anlayacaklardı.
Grönland Adası’ndaki ünlü Isua Yeşiltaş Kemeri yerbilimcilere esin kaynağı oldu. Ne de olsa 3,5 milyar yaşındaki bu kaya tabakası neredeyse en eski karaların zamanına uzanıyordu. Bilim insanları bu kayaların yeraltına batan bazalt katmanından nasıl oluştuğuna baktılar. Sonuç olarak yeşiltaşların yeraltına batan bazaltın en derin kısımlarının erimesiyle oluşmadığına karar verdiler. Nitekim kıtaların kaymasında bazalt çok derinde erir ama yeşiltaş katmanında eser miktarda bulunan elementler bu kayaların yeryüzüne yakın yerlerde oluştuğunu gösteriyordu.
Buna göre yeraltında bulunan ama yüzeye yakın olan kayalar alttan gelen ısıyla yavaş yavaş ısınmış ve su damlacıkları gibi yeraltına sızarak erimişti. Ağır maddeler kayaların içine sızan petrol gibi dibe batarken geriye hafif elementlerden oluşan yüzey kayaçları kalmıştı. Bu teori sadece kıtaların oluşması için tektonik hareketlere gerek olmadığını göstermekle kalmıyordu. Aynı zamanda yerkabuğu taşınım hareketleriyle çatladıktan sonra kıtaların kaymasının nasıl başladığına da işaret ediyordu.
Peki anakaraların ham maddesi olan granit nedir ve nasıl oluşur? Granit tıpkı bazalt gibi bir magma kayacıdır ve yerin derinliklerindeki magmada oluşur. Yukarıda anlattığım gibi başkalaşım geçirerek bazalttan ayrışır. Magma yavaş yavaş katılaşınca ve üstünü örten yüzey kayaları aşınınca çıplak kalıp yeryüzüne çıkar. Katılaşan magmanın kristalize olmasıyla beliren granit eskiden çarpışan kıtaların oluşturduğu sıradağların yalçın yamaçlarında da görülür.
Granitin bazalttan hafif olması
Yüzde 25 oranında kuvars, ayrıca feldspat ve mika içeren granit aynı zamanda yüksek oranda silisyumdan oluşur. Bazaltın silisyumdioksit oranı yüzde 53 iken bu oran granitte yüzde 73’e ulaşır; ancak graniti bazalttan ayıran bir özellik vardır: Suyla temas etmesi. Magma kayaçları suyla temas ettiğinde silisyumdioksit oranı artar ve farklı şekilde başkalaşım geçirir. Anakaraları oluşturan granit işte böyle ortaya çıkar. Peki Dünya’da oluşan ilk anakara hangisidir?
Vaalbara 3,6 milyar yıl önce ortaya çıkan ve 2,7 milyar yıl öncesine dek varlığını sürdüren bildiğimiz en eski kıtadır. Aradan geçen zamanda anakaraların kütlesinin büyümesi, çarpışması ve birleşip yeniden ayrılması nedeniyle Vaalbara’dan günümüze pek bir şey kalmadı. Anakaraların genellikle tümüyle yeraltına batmamasına karşın Vaalbara’dan geriye nispeten küçük iki parça kaldı. Bunlar da Güney Afrika’daki Kaapvaal Kratonu ve Batı Avustralya’nın kuzeybatısında yer alan Pilbara Kratonu’dur.
Kraton eski kıtaların genellikle yeraltında kalan parçalarına verilen addır. Vaalbara belki de Avustralya ve Antarktika kıtaları kadar büyük olup geçmişteki ilk süper kıtaydı. Vaalbara’nın kendisinden 500 milyon yıl genç olup bir süre çağdaşı olan bir dostu daha var: Avustralya büyüklüğünde olduğu tahmin edilen ve Hindistan, Madagaskar ve Avustralya’yı kapsayan Ur anakarası. Belki Ur da bir süper kıtaydı ama Vaalbara’yla arasındaki ilişkiyi bilmiyoruz. Örneğin hangisi daha önce oluştu ve aralarında çarpıştılar mı? Zamanla hangi yeni anakaraların parçası oldular? Bütün bunları bilmek çok zor.
Öte yandan Vaalbara ortaya çıktığında prokaryotlar da yeni ortaya çıkmıştı; yani Vaalbara ilk bakteriler ve arkelerle yaşıt olabilir. Hayatın ise en erkan 4,41 milyar yıl önce ama muhtemelen 4,28 milyar yıl önce belirdiğini tahmin ediyoruz. Bununla birlikte hayat evrimden önce vardı ve bugün yaşayan bütün canlıların ortak atası da 4 milyar yıl önce yaşamış olan son evrensel ortak ata LUCA’dır. Yine de Vaalbara oluştuğunda Dünya atmosferine oksijen yeni karışıyordu ve bu deniz canlıları sayesinde oluyordu.
Hayata eşlik eden anakaralar
İşin ilginci Vaalbara 2,7 milyar yıl önce parçalanırken atmosferdeki oksijen düzeyi artmaya başlamıştı. Gerçi 2 milyar yıl öncesine dek hava soluyacak kadar oksijenli değildi. Oksijen düzeyi ancak Dünya’nın oksijeni kayalar ve okyanuslarda emme kapasitesinin dolmasıyla arttı. Hava 850 milyon yıl öncesinden itibaren yüzde 15 ila yüzde 35 arasında oksijen içermeye başladı. Yine de ilk anakaraların zamanında atmosferin daha çok metan, helyum, azot ve karbondioksit içerdiğini düşünmek çok heyecan verici. 😊
Özetle karalar en az 3,6 milyar yıldır kayıyor, çarpışıyor, birleşiyor, erozyonla aşınıyor, sıradağlar oluşturuyor ve kısmen de olsa yeraltına batıyor. En azından sahiller sürekli değişiyor. Peki kıtalar sonradan ortaya çıktıysa uzak gelecekte yok olmaları da mümkün mü? Bu kulağa pek mümkün gelmiyor; çünkü granit hafiftir ve bazaltın üzerinde yüzer. Kıtaların su altına batması için granitin aşınarak yok olması gerekir. O zamana dek Güneş kırmızı dev olarak muhtemelen Dünya’yı yok edecektir. Her durumda Hindistan’ın Asya’yla çarpışıp Himalayaları oluşturması var.
Hindistan’ın yarısının milyonlarca yıl süren çarpışma sırasında yeraltına battığını biliyoruz ki bunu Gerçek Atlantis yazısında anlattım. Buna karşın Dünya’nın yeni karalar oluşturma hızıyla kıtaların aşınıp yeraltına batma hızı yaklaşık olarak eşittir. Gezegenimizin kara kütlesinin zamanla artacağını sanmıyoruz ama kıtaların kayması durana kadar anakara oluşumu devam edecektir ki Dünya’nın çekirdeğinin soğuyup tümüyle katılaşmasıyla birlikte gezegenimize ne olacağını ayrıca okuyabilirsiniz.
Gerçi tektonik faaliyetler tümüyle dursa bile çekirdekten yerkabuğuna yükselen magma sorguçları var. Bunlar Hawaii adaları gibi takımadalar oluşturmaya devam edecek. Yanardağ faaliyetleri de yeni karalar yaratmayı sürdürecek. Nitekim Mars’ın çekirdeği katılaştı ve kuzey okyanusu kurudu ama Olympos Mons gibi volkanlar uzun süre yeni karalar oluşturmayı sürdürdü. Bu da harika bir haber! Kıtalar olmasa yaşam karalara geçmez ve uygarlık kuran zeki canlılar, insanlar ortaya çıkmazdı.